設計在輸電線路全壽命周期管理應用中的探究

歐陽楓

摘 要：設計在輸電線路工程建設中應樹立全壽命周期管理服務意識，設計理念不僅要技術先進、經濟合理，還要從全壽命周期管理的角度進行技術經濟比較，合理安排全壽命周期管理各個環節的投資，最大限度的發揮投資效益。

關鍵詞：輸電線路 設計 全壽命周期

中圖分類號：TM726 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）10（b）-0026-02

近年來，國家電網公司正積極推行建設項目的全壽命周期管理，目的是能夠積極推進全壽命周期管理在電力企業中的應用。而設計工作處于輸電線路工程建設的前期，對整個輸電線路全壽命周期管理起到決定性作用。在設計階段，應具備服務意識，提出技術先進、經濟合理的設計理念，充分考慮地形、地質條件，施工機械系列配置，優化路徑選型、導線選型、鐵塔結構、基礎形式及其他金具、絕緣子、接地裝置等，通過線路各設計專業的全過程機械化施工設計，實現設計與施工有機且有效銜接。同時要兼顧到投運后的運行維護成本及故障、退役處置成本，從全壽命周期管理的角度進行技術經濟比較，合理安排全壽命周期管理各個環節的投資，最大限度地發揮投資效益。

輸電線路設計應以全壽命周期管理理論為基礎，結合線路工程的實際情況開展全壽命周期成本的最優化設計，通過在路徑選擇，氣象、環境條件研究，導地線選型，絕緣子選型，桿塔選型，基礎選型，機械化施工，運行維護等幾方面進行設計分析。

1 路徑優化

在路徑方案的選擇上，需要充分征集線路所經地區相關部門意見，結合當地紅線規劃等因素來考慮線路走向，通過仔細踏勘、詳細調查線路附近廠礦企業，充分考慮線路對儲存易燃易爆物品建筑的安全距離；要綜合考慮施工、運行等因素，盡量靠近公路，方便線路施工和運行；通過細化路徑，盡量減小路徑曲折度，降低工程投資；設計時要合理選擇各類交叉跨越位置，公路、河流、電力線等跨越位置選擇對工程造價有較大影響，應盡量減少交叉跨越已建及待建送電線路，特別是高電壓等級的送電線路，在現場踏勘時現場標注已建電力線位置，收集屬地電力公司的電網規劃，以降低施工過程中的停電損失，提高運行的安全可靠性。

2 導地線選型

輸電線路設計時導地線的選擇要綜合各方面因素，不僅要滿足初期建設成本，更要滿足導線等年運行費用，通過必要的經濟技術比較，進行合理選擇，最終達到初期建設成本及電能損失費、折舊費、修理費、維護費的最優組合。

導線選擇是輸電線路設計的重點，它對線路的輸送容量、傳輸性能和技術經濟指標都有很大的影響。近年來，輸電線路設計中有針對性的選用了新型節能導線，此類導線的選用能夠減少線路損耗電量，輸送損耗的優勢十分明顯，通過一次投入，節能效益在線路幾十年的運行壽命中持續不斷的產生；同時也能降低無線電干擾、可聽噪聲等對環境的影響，帶來土地節約的環境效益，而節能導線耐腐蝕、耐振動、抗冰雪的性能又能降低事故概率和維護強度，保證可靠供電，減少停電損失。

我國的大氣環境條件目前處于連續下降的態勢，使得電力網絡的污穢絕緣配置需要不斷升級。降塵量和酸雨現在是地線腐蝕的主要原因，地線的壽命不如導線。在近些年的設計中通過比較發現，鋁包鋼絞線與鍍鋅鋼絞線相比，具有導電性能好、單重輕、耐腐蝕性能強、運行壽命長的優點，目前被廣泛應用。

3 絕緣子選型

作為導線安全運行的重要構件，絕緣子有著用量大，易損壞難維護的特點，其突出表現是其一次建設成本所占比重不大，但后續運維任務卻很繁重。因此，在絕緣子選型中開展全壽命周期成本比較就顯得尤為重要。目前廣泛運用的瓷制盤型絕緣子、鋼化玻璃盤型絕緣子、棒式復合絕緣子和玻璃復合絕緣子這幾種絕緣子各有優缺點。通過比較，在筆者研究的地區，目前復合絕緣子存在冰閃故障方面的缺陷，而新型的防冰閃復合絕緣子能有效防止冰閃事故的發生，為覆冰地區輸電線路安全運行提供了有力的保障。玻璃復合絕緣子不僅具有硅橡膠復合傘裙良好的憎水性和憎水遷移性，抗污閃能力強的優點，而且還是具備玻璃材料較高的機械強度的產品。

4 桿塔選型

根據工程的特點，可以通過桿塔外型、桿塔結構等方面的分析計算和優化設計，最終確定最優化的桿塔選型及結構結果。在桿塔選型和優化過程中，要貫徹全壽命周期管理理念，綜合考慮工程全過程來進行設計方案優化。通過優化設計后，減少塔材，有效較低了工程本體投資，保證了一次性建設成本的節約，確保了桿塔設計的經濟性。

5 基礎選型

鐵塔作為輸電線路的組成部分，其基礎設計直接關系到線路的安全運行、工程投資以及工程的綜合效益。輸電線路設計時，要通過對地質條件、基礎作用力、典型塔型及基礎型式綜合比較，確定經濟適用的基礎型式。通過近年類似工程設計方案比較，發現裝配式板索基礎混凝土方量最優，土石方開挖量少，且由于混凝土均為預制，縮短了施工周期，但對土質要求較高，對于無水粘土層厚度>3.5m的樁位，推薦采用裝配式板索基礎；對于無水粘土層<3.5m的樁位，掏挖基礎設計埋深較小、方量省，綜合造價與斜柱插入式基礎及直柱式基礎相比均具優勢，且有效避免大開挖對環境的影響，故推薦優先采用掏挖式基礎。而灌注樁基礎能有效避免大開挖基礎在施工過程中產生的地基變形、基礎偏移和沉降等問題，充分利用原狀土的承載力，做到基面零開方，對自然地貌的影響微乎其微；同時灌注樁基礎能有效避免大開挖基礎在施工過程中產生的地基變形、基礎偏移和沉降等問題，綜合費用較大開挖基礎節約10%～25%；直柱板式基礎對地質條件差，地耐力低，特別是對于軟、流塑粘性土、粉土及粉細砂等基坑不易成型的塔位較為適合；對于巖石地基優先采用巖石錨桿基礎及巖石嵌固基礎，充分利用巖石自身的強度，挖方和棄渣量少，材料運輸量小，施工簡單，施工周期短，鋼材和混凝土用量少，節省投資，較好地保護生態環境；復合式錨桿基礎能綜合上部原狀基礎和下部巖錨基礎的優點，在控制上部掏挖深度的同時，能有效提高基礎的承載能力

6 全過程機械化施工

在設計階段，就要按照全過程機械化施工的要求，充分考慮地形、地質條件，合理施工系列配置，在實現設計與施工有機、有效銜接。通過地質勘探，摸清地質情況后選用合理的機械化施工方式。

組塔方式可以根據現場條件選擇，比如：道路運輸條件好可以選擇雙平臂抱桿分解組塔，而地形局促、山地丘陵的情況下選擇液壓提升落地雙搖臂抱桿分解組塔比較合適。導線架設時，如果線路途徑地段線路較多，建議采用無人旋翼機展放；緊線施工時可以采用小牽引機、雙滾筒絞磨、液壓絞磨等高可靠性動力裝置；在山區丘陵等地形惡劣環境，旋挖鉆機移動方便可以完成成孔、吊裝鋼筋籠和導管，無需配合的吊車，機械化程度高，同時成孔時無需泥漿循環，環境效益顯著。

通過以上幾方面的探究發現，輸電線路設計時若能從項目全壽命周期出發，結合沿線地質、交通條件、施工與裝備技術狀況，對路徑、塔位選取、運輸規劃等開展多種設計方案必選，為線路后續的優化、運行、維護和檢修創造有利條件，實現工程綜合指標的先進合理及整個壽命周期總成本的最小化。

參考文獻

[1] 宋建虎，李杰，張毅.輸電線路工程全過程機械化方案[J].科技與創新，2016（8）：96.endprint